異步光分組交換節(jié)點(diǎn)的若干關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著因特網(wǎng)的廣泛應(yīng)用和寬帶 WDM技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，網(wǎng)絡(luò)的瓶頸正從傳輸層轉(zhuǎn)移到了網(wǎng)絡(luò)層，尤其是在線路傳輸速度超過10Gb/s時(shí)，光交換技術(shù)被認(rèn)為是減少網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)處光/電/光(O/E/O)轉(zhuǎn)換時(shí)間的一種非常有效的辦法。為了能夠完成全光交換，必須從出發(fā)點(diǎn)到目的地全部實(shí)現(xiàn)在光域的分組傳輸與交換。
　　異步光分組交換網(wǎng)絡(luò)是以光分組作為最小的交換顆粒，帶寬可以按照用戶的需求在分組級(jí)上靈活地分配，從而可以顯著提高帶寬的利用率，并且有效支持多粒度的數(shù)據(jù)

2、業(yè)務(wù)，是能夠滿足不同業(yè)務(wù)需求的新一代全光交換網(wǎng)絡(luò)。但是在實(shí)現(xiàn)方面，還有許多技術(shù)難題有待克服，主要包括異步光分組沖突解決方案、光節(jié)點(diǎn)的調(diào)度策略和算法、光分組頭的處理技術(shù)和光分組的組裝機(jī)制。其他關(guān)鍵技術(shù)還包括：各類全光邏輯器件實(shí)現(xiàn)、光分組路由算法、光分組編碼方案、通道保護(hù)和恢復(fù)機(jī)制等。
　　基于以上的分析，論文圍繞上述異步光網(wǎng)絡(luò)中的若干關(guān)鍵技術(shù)，主要對(duì)光分組的業(yè)務(wù)突發(fā)特性、光分組沖突解決方案、光節(jié)點(diǎn)的信道調(diào)度策略和光分組頭的光域提取技

3、術(shù)等方面進(jìn)行了研究，主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1）通過分析IP業(yè)務(wù)的突發(fā)性、自相似及對(duì)異步OPS網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)模型描述和理論分析的影響，論文第二章進(jìn)而研究了三種典型的分組長(zhǎng)度分布特性對(duì)異步 OPS性能影響，得到邊緣節(jié)點(diǎn)應(yīng)進(jìn)行業(yè)務(wù)流量整形，使核心節(jié)點(diǎn)的分組突發(fā)性較小，以獲得最佳的分組丟失率（PLR）性能。
　　2）分析了常用FDL反饋型緩存解決方案特點(diǎn)，結(jié)合異步OPS沖突性較大的特點(diǎn)，研究了FDL緩存虛占用與交換式緩存的概念，并推導(dǎo)了

4、FDL共享反饋緩存配置系統(tǒng)丟包性能近似表達(dá)式和波長(zhǎng)變換與 FDL共享反饋緩存聯(lián)合配置系統(tǒng)丟包性能近似表達(dá)式。并研究了一種以FDL作為主要緩存，電子RAM作為輔助緩存的沖突解決配置方案和光電混合的FF-VF信道調(diào)度算法。
　　3）由于IP業(yè)務(wù)網(wǎng)中存在大量對(duì)傳輸時(shí)延有嚴(yán)格要求的TCP和UDP數(shù)據(jù)，分析了基于VOQ型OPS交換節(jié)點(diǎn)的性能，研究了到達(dá)交換節(jié)點(diǎn)輸入端口的長(zhǎng)包和短包的區(qū)分方法和實(shí)現(xiàn)流程，設(shè)計(jì)了短包、長(zhǎng)包隊(duì)列的OPS節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，提

5、出了應(yīng)用于異步 OPS節(jié)點(diǎn)的一種簡(jiǎn)單、靈活有效、時(shí)間復(fù)雜度較低的短包搶先調(diào)度PSPF算法。該算法調(diào)度器優(yōu)先調(diào)度短包，短包請(qǐng)求調(diào)度的優(yōu)先級(jí)最高，即使在長(zhǎng)包的傳輸時(shí)間中，短包也能搶占長(zhǎng)包的傳輸時(shí)間。
　　4）分析了分組在FDL中緩存排序的概念，針對(duì)排序型分組可避免輸出時(shí)不同F(xiàn)DL之間的內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)問題，增加延遲時(shí)限的到來，分組調(diào)度成功的概率較大的特點(diǎn)，研究了三種分組排序方案。ASPF是最短分組優(yōu)先排序占用延時(shí)最短的FDL方案，分析了該方案

6、復(fù)雜度較高；WSPF是較短分組優(yōu)先排序占用延時(shí)最短的FDL方案，由于方案僅對(duì)一根輸入光纖線的W個(gè)波長(zhǎng)分組進(jìn)行長(zhǎng)度比較，算法復(fù)雜度有所減小；第三種方案是PLPF方案，較長(zhǎng)的分組優(yōu)先占用延時(shí)最小的FDL，該方案的復(fù)雜度也較低。分組的排序緩存使OPS性能提高，但系統(tǒng)的復(fù)雜性也增大。研究結(jié)果表明10％的排序率和分組100%的排序率獲得的PLR性能相當(dāng)。因此，用少量的短分組優(yōu)先緩存排序，其它分組按先到先服務(wù)方案管理和使用有限數(shù)目的FDL緩存時(shí)，就